無機材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)-wenkub
2022-12-22 20:53:37 本頁面
【正文】 ，熟悉各典型晶體和硅酸鹽晶體的結(jié)構(gòu)。找出四面體空隙與八面體空隙所在的 位置及屬于該單位晶胞的個數(shù)。 以 上為等大球體的緊密堆積，在不等大球體進行堆積時，球體有大有小，可以看作是較大的一種球體按等大球體進行緊密堆積，較小的球體填充在空隙中。對于每個球來說，它與同層的 6個球、上層的 3 個球、下層的 3 個球，共 12 個球接觸。兩 種立方最緊密堆積方式中的 空 隙率 都是 ﹪。一種是四面體空隙，見模型 7。 模型 6 顯示了 ABCABC 堆積的立方面心晶胞。 第二種排列堆積方式為同層錯位排列。 模型 4 顯示了 ABAB 堆積 的立方面心晶胞。可用模型3 演示。球體之間形成了這種立方體空隙。另一種為嵌入堆積，上層球心位置落在下層球心的空隙位置上。此時，每個球 與相鄰的 6 個接觸，形成 6 個成弧線三角形的空隙。同層球體的結(jié)合稱為排列。因此，從幾何角度看，原子或離子之間的相互結(jié)合，可以看作是球體的相互堆積。 1 無機材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗講義 目 錄 實驗一 緊密堆積原理及模型 實驗二 晶體結(jié)構(gòu)模型分析 實驗三 玻璃的析晶 實驗四 粘土泥漿動電位的測定 實驗五 固相反應(yīng)速度的測定 2 實驗一 緊密堆積原理及模型 一、 實驗?zāi)康? 掌握緊密堆積原理，弄清各種堆積方式，為學(xué)習(xí)具體的晶體結(jié)構(gòu)打下基礎(chǔ)。晶體中的原子或離子之間的相互結(jié)合要遵循內(nèi)能最小的原則，要求彼此間的引力和斥力達到平衡。異層球體的結(jié)合稱為堆積。其中 3 個空隙的尖角朝下，其中心位置標(biāo)記為 5；另外 3 個空隙尖角朝上，其中心位 3 置標(biāo)記為 6。 立方簡單堆積 立方簡單堆積為同層對齊排列，異層非嵌入堆積，見模型 1。 立方簡單堆積不是最緊密堆積，空隙占總體積的 48﹪。第一層排好后，第二層的球心位置落在第一層的空隙中，第三層的球心位置落在第二層的空隙中，并與第一層球心位置重疊。在每一個單位晶胞內(nèi)，有 4 個球體， 4 個八面體空隙和 8個四面體空隙。 異層嵌入堆積，可用模型5 演示。 以上兩種排列堆積方式都是立方緊密堆積。 4 個球 堆積成四面體，形成了四面空隙（ 4 個球的中心聯(lián)線）。 六方緊密堆積 六方緊密堆積 為 同層 錯位 排列，異層嵌入堆積 。 模型 10 顯示了一個六方晶胞。 在實際的離子晶體結(jié)構(gòu)中，往往是半徑較大的負(fù)離子 作 緊密堆積，而正離子則填充于其中的空隙中。 觀察比較模型 5 與模型 3，它們都是立方面心 最緊密堆積，試在其中一個模型中改變觀察方向顯示出這兩種排列堆積方式。 二、 實驗?zāi)＞? 各種典型晶體結(jié)構(gòu)模型 （ 1）金剛石結(jié)構(gòu) 模型 （ 2）石墨結(jié)構(gòu) 模型 （ 3） NaCI 型結(jié)構(gòu) 模型 （ 4） CsCI 型結(jié)構(gòu) 模型 （ 5） β ZnS(閃鋅礦 )型結(jié)構(gòu) 模型 （ 6） α ZnS(纖鋅礦 )型結(jié)構(gòu) 模型 （ 7） CaF2（螢石）型結(jié)構(gòu) 模型 （ 8） TiO 2 (金紅石 )型結(jié)構(gòu) 模型 （ 9） CdI2（碘化鎘） 型結(jié)構(gòu) 模型 （ 10） α AI2O3（剛玉） 型結(jié)構(gòu) 模型 （ 11） CaTiO3（鈣鈦礦）型結(jié)構(gòu) 模型
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